Wybrane problemy
programometrii

Dr hab. Bożena Śmiałkowska
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Wydział Informatyki

Plan wykładu:

1

2

3

4

Wprowadzenie – podstawowe definicje

Podstawy programometrii

Przegląd i analiza miar i metryk
oprogramowania

Rola systemów komputerowego
wspomagania procesów pomiaru
oprogramowania

Kierunki dalszego rozwoju i
podsumowanie

5

Wprowadzenie

1

 Czym zajmuje się programometria?
 pomiar, miara, metryka, system pomiarowy
 Niepewność pomiarów
 Zadania systemu pomiarowego
 co określa strategie pomiarowe
 Kalibracja, certyfikacja, akredytacja, standaryzacja i walidacja pomiarów
Różnice między pomiarami w metrologii i programometrii/

Co to jest programometria i jaki jest jej
związek z pomiarami?

Programometria

to dział inżynierii

oprogramowania zajmujący się pomiarami parametrów
oprogramowania i wielkości z nim związanych.

Dziedziną, która zajmuje się

pomiarami

jest

metrologia

Metrologia

to dziedzina wiedzy, obejmująca

wszystkie zagadnienia teoretyczne i praktyczne
związane z pomiarami

(nazwa pochodzi od słów greckich

metron – mierzyć, logos – nauka)

Istnieje analogia między metrologią a programometrią

Pomiar, metryka, miara – definicje ogólne

1

Pod pojęciem

pomiaru

rozumie się proces, w którym

atrybutom obiektów świata rzeczywistego przypisuje
się liczby lub symbole, tak by charakteryzowały one te
obiekty w jasno określony sposób.

Przypisanie atrybutom

obiektów liczb, symboli

Wynik pomiaru –

miara

wyrażona najczęściej w
jednostkach zgodnych z
tzw. metryką

Pomiar oprogramowania w programometrii

1

Pomiar oprogramowania

- to sekwencja

elementarnych operacji, które polegają na przetwarzaniu
takich własności oprogramowania jak fizyczna natura,
funkcjonalność, zbiór własności oprogramowania itd. a
ich wynik to

miara oprogramowania

Przypisanie własnościom

oprogramowania ich miar

(Wynik pomiaru)

miara

Miary a metryki

Metryka oprogramowania

– miara pewnej własności

oprogramowania lub jego specyfikacji.

Standard IEEE 1061-1998 określa

metrykę jako funkcję

odwzorowującą jednostkę oprogramowania w
wartość liczbową.

Tak wyliczona wartość jest interpretowalna jako

stopień

spełnienia pewnej własności jakości

jednostki

oprogramowania.

Metryka

to proponowana (uznana, postulatywna) miara

Przykład

1

Przypisanie wyników pomiaru

oprogramowaniu

Ilość linii

kodu

Metryka

Długość kodu

źródłowego

OPROGRAMOWANIE

Metryka

Złożoność

oprogramowani

a

Niepewność pomiaru



Z pomiarem związana jest

niepewność

pomiaru.



Wynik pomiaru składa się z wartość miary oraz
niepewności pomiaru.

Wynik pomiaru =wartość miary + niepewność pomiaru



Pomiar

można szacować miarą oraz

przedziałem ufności miary.

Szacowanie niepewności pomiaru

Niepewność można szacować za pomocą:



określenia zasady pomiarowej

, wielkości

mierzonej i wielkości wpływających na pomiar,



identyfikacji źródeł

niepewności,



przyjęcie

rozkładów gęstości

prawdopodobieństwa



estymacji

odchyleń standardowych,



wyznaczenia

współczynników wrażliwości

,



zestawienia

budżetu

niepewności,



obliczenia wartości

niepewności złożonej

.

A dla tych pomiarów, które są mierzalne,

System pomiarowy

to odpowiednio

zorganizowany zestaw elementów stanowiących
całość organizacyjną i takich, które objęte są
wspólnym sterowaniem ukierunkowanym na
wydobycie informacji pomiarowej z obiektu
badanego i przekazania jej obserwatorowi w
użytecznej formie.

Podstawowym

narzędziem realizacji

technicznej pomiarów

jest system pomiarowy

Pomiar

realizowany

w systemie pomiarowym

jest również źródłem naukowej interpretacji świata
zewnętrznego. Pozwala przypisać oceny cechom
obiektów, które nas interesują.

Podstawowe zadania ogólnego systemu
pomiarowego

Proces

lub

obiekt

pomiaru

Akwizycja

danych

Analiza
danych

Prezentacja

danych

Akwizycja

danych

to

zbieranie

miar

z

czujników,

przetworników,

urządzeń

pomiarowych

w

celu

ich

dalszego przetworzenia.

Zebrane dane stanowią źródło analizy i prezentacji
wyników pomiaru.

Strategia pomiaru określa

szczegóły
przebiegu

pomiaru i

sposobu

opracowania

wyników

pomiaru

dobór

konfiguracji

środowiska

pomiarowego

sposób dostępu

do obiektu

pomiaru na

stanowisku

pomiarowym i

plan pomiaru

Kalibracja pomiaru

(wzorcowanie)

czynność

przeprowadzana na

obiekcie wzorcowym o

znanych wartościach

pomiaru gdy pomiar w

warunkach rzeczywistego

użytkowania obiektu nie

jest możliwy lub jest

utrudniony

Standaryzacja

pomiarów

Kalibracja, certyfikacja, standaryzacja
pomiarów

Akredytacja

postępowanie, w którym
upoważniona jednostka
wydaje formalne
oświadczenie, że
organizacja lub osoba są
kompetentne do
wykonywania
określonych zadań. Wiąże
się to z inspekcją
dotyczącą jakości
wykonywanych

usług

przez akredytowaną
jednostkę

Proces
wprowadzania
jednakowych norm
pomiarowych

Certyfikacja

Wydawanie dokumentu
stwierdzającego zgodność
wyrobu z deklarowanymi przez
wytwórcę lub określonymi w
przepisach i normach
właściwościami. Dokument
zawiera wyniki wzorcowania i
poświadcza, że spełnione są
wymagania metrologiczne i jest
zwykle wydawany przez
akredytowane laboratorium
pomiarowe

Udokumentowanie pomiarów

Działanie mające na celu
potwierdzenie w sposób
udokumentowany i zgodny z
założeniami, że procedury,
procesy, urządzenia, materiały,
czynności i systemy
rzeczywiście prowadzą do
zaplanowanych wyników.

Walidacja

Podstawową różnicę między „dobrze rozwiniętymi"
naukami, jakimi jak fizyka a nieco „słabiej dobrze
rozwiniętymi" naukami, takimi jak psychologia i
socjologia, stanowi

stopień, w jakim

wykorzystywane są pomiary

(Roberts, 1979)

Miara w wielu dziedzinach techniki wyrażona
jest

liczbowo

w odpowiednich do tej miary

jednostkach.

Miary w programometrii wyrażane są również w

kategoriach klasyfikacyjnych

Różnice między pomiarami w metrologii i
programometrii

Podstawy programometrii

2

 Dylemat – w jakich miarach dokonywać pomiaru oprogramowania ?
 Obszary badań i pomiarów w programometrii
 Klasyfikacja systemów pomiarowych w programometrii



Skale, formy i typy pomiaru oprogramowania

 Kategorie miar oprogramowania

Dylemat – w jakich miarach dokonywać
pomiaru oprogramowania ?



Nie ma ogólnej zgody

co do tego, w jaki sposób

pomierzone cechy oprogramowania składają się na
syntetyczny wskaźnik jego oceny.



Istnieje wiele miar

oprogramowania.



Mimo to, często oceny produktów programistycznych są

oparte na metodach spekulacyjnych i

uproszczeniach

oraz dodatkowych założeniach,

algorytmach, wzorach i heurystykach.

Wg twórcy wielu koncepcji to

klient stanowi o

rentowności procesu produkcji oprogramowania

i

należy tak sterować wszystkimi fazami tego procesu, aby
klient był zadowolony z wytworzonego oprogramowania
– z tą ideą

zgadza się ogół

.

Jakość produktu na podstawie procesu
jego wytwarzania (koncepcja TQM)

Ulepsz proces

Utwórz produkt

Zdefiniuj proces

Zdefiniuj proces

Oceń jakość

produktu

Opracuj standard

Opracuj standard

procesu

Odpowiedni
a

jakość ?

Nie Tak

Kategorie miar oprogramowania

1

Ze względu na

wysokie koszty wytwarzania i

cenę gotowego produktu

oprogramowania a także

na koncepcję

TQM

pomiaru produktów pomiar

oprogramowania powinien obejmować nie tylko sam
produkt ale również proces jego wytwarzania w oparciu
o

metryki produktu i procesu wytwarzania

oprogramowania

Pomiar

Wyniki pomiaru

Miary

i

metryki

OPROGRAMOWANIE

jako gotowy produkt

Procesy wytwarzania

oprogramowania wraz z zasobami

niezbędnymi do tworzenia oprogramowania

Kategorie miar oprogramowania

1

Proces wytwarzania oprogramowania można mierzyć
na poziomie:

pojedynczego projektu – przedsięwzięcia
programistycznego,

firmy świadczącej usługi programistyczne

Pomiar

Wyniki pomiaru

Miary

i

metryki

OPROGRAMOWANIE

jako gotowy produkt

Przedsięwzięcie

programistyczne

Procesy wytwórcze firmy

Obszary badań i pomiarów w programometrii

1

Bada procesy i

systemy pomiarowe

Pogramometria

dziedzinę inżynierii

oprogramowania

Oprogramowania

(gotowego produktu)

Cyklu wytwarzania
oprogramowania

Określa

metryki pomiarowe

Oprogramowania

(gotowego produktu)

Procesów wytwarzania
oprogramowania

Przedsięwzięć
informatycznych
(pojedynczego projektu)

Prowadzenia
przedsięwzięć
informatycznych

Klasyfikacja systemów pomiarowych w
programometrii

Badawczo-
rozwojowe

stosowane w
pomiarach
naukowych, w
obszarze metodologii i
inżynierii
oprogramowania,
poszerzają praktykę
stosowalności metod
inżynierii
oprogramowania

Pomiarowo-

kontrolne

stanowią integralna
cześć każdego
procesu wytwarzania
oprogramowania – tu
narzędzia
komputerowego
wspomagania
wytwarzania
oprogramowania
przyczyniają się do
automatyzacji
pomiarów

Pomiarowo-

diagnostyczne

służą detekcji, lokalizacji,
identyfikacji usterek
programowych, defektów i
uszkodzeń, identyfikacji
odchyłek od miar jakości
oprogramowania

Skale i formy pomiaru w programometrii

Skale pomiarowe w klasyfikacji

Skala

nominalna

Skala

porządkowa

Skala

interwałowa

Skala

stosunkowa

Np. podział
modeli na
kaskadowy,
spiralny, itp,

porównuje i szereguje elementy
(Np. zgodny, częściowo zgodny,
niezgodny z modelem, itp..)

Np. ocenia się trzy produkty A, B,C napisane Np. w
języku C++ i dokonuje pomiaru częstości defektów –
mówimy wówczas, że A ma 2 razy wyższą częstość
defektów niż B i 1,5 razy niższą niż C

Np. Skala

Celsjusza i

Fahrenheita

Formy (poziomy) pomiaru



Pomiar w skali stosunkowej i interwałowej

można wyrazić w jednostkach liczbowych



Pomiary mogą być wielopoziomowe



Kolejne poziomy pomiarów tworzą
hierarchiczny system i są tworzone z
zachowaniem zasady, że im wyższy poziom
pomiaru tym bardziej można przeprowadzić
zaawansowaną analizę



Każdy

wyższy poziom

skali pomiarowej

można

zredukować do skali niższego

poziomu ale nie odwrotnie

Typy miar używane w programometrii



Liczba



Kategoria,



Stosunek,



Proporcja,



Odsetek,



Tempo,



Sześć Sigma – pomiar stosowany w standardach
jakości – ma on z góry określoną częstość defektów
(3,4 części na milion)



Korelacja

Korelację należy stosować ostrożnie



Brak korelacji liniowej

między dwoma

zmiennymi (niewielki współczynnik korelacji) nie
oznacza, że między zmiennymi nie ma jakiejkolwiek
zależności



Korelacja

nie określa zależności

przyczynowo-skutkowej



Dla zbadania zależności przyczynowo-skutkowych
muszą być spełnione trzy warunki:

1)

Przyczyna poprzedza efekt

2)

Istnieje silna korelacja między przyczyną i
skutkiem

3)

Obserwowana zależność nie może być
zależnością pozorną

Ponieważ:

Przegląd i analiza miar i metryk

oprogramowania

3

 Ogólny podział miar oprogramowania
 Przykładowe miary procesu (organizacji)
 Wybrane miary przedsięwzięć informatycznych (projektu)
 Miary produktu
 Analiza miar oprogramowania i wnioski

Co mierzy programometria?

Proces

programowy

ogół czynności

związanych z

wytwarzaniem

oprogramowania, w

celu uwiarygodnienia

przed klientem

dojrzałości

kompetencyjnej

Miary

organizacji

(procesu)

Przedsięwzięcie

informatyczne

w celu lepszej

estymacji czasu i

kosztu, kontroli jakości

realizowanych zadań,

oceny produktywności

i, ogólnie, poddawane

są kontroli

przedsięwzięcia

Miary

przedsięwzięcia

(projektu)

Produkt

programowy

zarówno jego jakość,

jak również inne,

niejakościowe cechy

produktu

Miary

programów

jako

produktów

Miary produktu

Opisują cechy produktu

Miary

procesu

programowego

Mogą być użyte
do poprawy
produkcji i serwisu
oprogramowania

Miary projektu

Opisują cechy

charakterystyczne i

działanie projektu

Miary oprogramowania

Niektóre

miary można

zaliczyć do

kilku

kategorii

jednocześnie

Wybrane miary procesów programowych

Proces

programowy

ogół czynności

związanych z

wytwarzaniem

oprogramowania, w

celu uwiarygodnienia

przed klientem

dojrzałości

kompetencyjnej

Miary

organizacji

Przedsięwzięcie

informatyczne

ogół czynności

kontrolnych w celu

lepszej estymacji

czasu i kosztu,

jakości realizowanych

zadań, oceny

produktywności

Miary

przedsięwzięć

Produkt

programowy

ogół czynności

związanych z

jakością produktu, i

inne niejakościowe

jego cechy

Miary

programów

jako

produktów

Wpływ różnych czynników na proces
wytwarzania oprogramowania

Celowość, zakres

przedsięwzięcia

Zgodność

rozwiązań z

warunkami

procesu

wytwarzania

oprogramowania

Integralność

rozwiązań

Bezpieczeństwo

rozwiązań

Niezawodność

oprogramowania

Inne metryki

oprogramowania

czynniki techniczne

czynniki funkcjonalne

Czynniki
ekonomiczne,
organizacyjne,
prawne, społeczne, itp

M

e

try

k

i

p

ro

c

e

s

u

w

y

tw

a

rza

n

ia

o

p

ro

gra

mow

a

n

ia

2



pozwala ocenić sposób realizacji (dojrzałość) procesu

programowego (jako całości)



pozwala na wyróżnienie tych procesów głównych, które

realizowane są poprawnie, i tych które nie są



miary procesu powinny być zbierane z wielu

przedsięwzięć i uśrednione z dłuższego okresu czasu



wysoka ocena dojrzałości ułatwia przekonanie klienta,

że organizacja jest w stanie dostarczyć
oprogramowanie na czas, w ramach budżetu, o dobrej
jakości

Pomiar procesów programowych

Monitorowanie odbywa się przez:



porównanie planów z realnymi dokonaniami (ocena postępu prac)



identyfikowanie odchyleń od planu



podejmowanie działań korygujących

modyfikacje

modyfikacje

rezultaty planu

efekty działań

organizacja

przedsięwzięcia

organizacja działań

CO OSIĄGNĄĆ
plan punktów kontrolnych
plan odpowiedzialności

CO OSIĄGNĄĆ
plan działań
zakres odpowiedzialności działania

poziom operacyjny

poziom taktyczny

Monitorowanie procesów programowych

Normy jakości dla procesu programowego

ISO 9001

ISO 9002

ISO 9003

Modele systemu

jakości

ISO 9004

Elementy systemu

jakości

ISO 9000

Wytyczne wyboru

modelu

ISO 8402

Terminologia

ISO/IEC 1508

Bezpieczeństwo

oprogramowania

systemów

krytycznych

IEC/TC 56

Niezawodność

oprogramowania

systemów

krytycznych

Oprogramowanie jest

rozumiane jako jeden

z rodzajów wyrobów

Jakość jako metryka procesu programowego

przedsięwzięcia 3

Plan jakości

przedsięwzięcia 3

Plan jakości

przedsięwzięcia 1

przedsięwzięcia 2

Plan jakości

przedsięwzięcia 2

Firmowy podręcznik

jakości

Model jakości

ISO 9000

Firmowy proces

jakości

Zarządzanie

jakością

przedsięwzięć

Wspomaga

jego egzemplarzem jest

jest używany przy

opracowaniu

dokumentuje

jego egzemplarzem
jest

Polityka jakości

to ogólne intencje i zamierzenia danej organizacji w

odniesieniu do jakości [ISO8402] wyrażana w sposób formalny przez zarząd firmy.

Polityka i system jakości

• Musi być zdefiniowana i udokumentowana;
• Muszą być określone cele i zaangażowanie w jakość;
• Musi być zgodna z działaniami przedsiębiorstwa i oczekiwaniami klienta;
• Musi być zakomunikowana i rozumiana na wszystkich szczeblach zarządzania.

System jakości

to struktura organizacyjna, przydział odpowiedzialności,

procedury postępowania, zasoby użyte do implementacji polityki jakości w danej
organizacji [ISO8402]

• pełnomocnik lub zespół do spraw jakości;

• księga jakości: udokumentowane procedury systemu jakości.

Miara procesów wytwarzania
oprogramowania to zgodność z zasadami
zarządzania jakością



Ukierunkowanie na klienta (również klient wewnętrzny)



Przywództwo (budowa wizji, identyfikacja wartości)



Zaangażowanie ludzi (satysfakcja, motywacja, szkolenia)



Podejście procesowe i pomiary



Podejście systemowe



Ciągłe doskonalenie



Rzetelna informacja (zbieranie i zabezpieczanie danych do

podejmowania obiektywnych decyzji)



Partnerstwo dla jakości (bliskie związki producentów z klientami)

Inne ekonomiczne miary procesu
procesów programowych



Reklama i promocja produktu



Renoma producenta



Rodzaj i zakres gwarancji oraz innych usług dla klientów



Przyzwyczajenia klientów



Sposób wyceny rozmaitych wersji produktu



Inwestycje niezbędne wewnątrz firmy



Koszty reorganizacji firmy



Koszty szkoleń



Koszty zakupu narzędzi CASE



Nakłady na dokładne testowanie oprogramowania

Zwrot nakładów następuje zwykle po pewnym czasie i często nie
może być traktowany jako pewny.

Jakość produktu jest tylko jednym z czynników
wpływających na wynik ekonomiczny firmy. Inne aspekty to:

Obiekty pomiaru procesu programowego

Obiekty

Atrybuty bezpośrednio mierzalne

Wskaźniki
syntetyczne

Specyfikacje rozmiar, ponowne użycie, modularność,

nadmiarowość, funkcjonalność,
poprawność składniową, ...

zrozumiałość,
pielęgnacyjność, ...

Projekty

rozmiar, ponowne użycie, modularność,
spójność, funkcjonalność,...

jakość, złożoność,
pielęgnacyjność, ...

Kod

rozmiar, ponowne użycie, modularność,
spójność, złożoność, strukturalność, ...

niezawodność,
używalność,
pielęgnacyjność, ...

Dane
testowe

rozmiar, poziom pokrycia,...

jakość,...

....

....

....

2

Obiekty pomiaru oprogramowania

2

Obiekty

Atrybuty bezpośrednio mierzalne

Wskaźniki
syntetyczne

Specyfikacja
architektury

czas, nakład pracy, liczba zmian
wymagań, ...

jakość, koszt,
stabilność, ...

Projekt
szczegółowy

czas, nakład pracy, liczba znalezionych
usterek specyfikacji,...

koszt, opłacalność,
...

Testowanie

czas, nakład pracy, liczba znalezionych
błędów kodu, ...

koszt, opłacalność,
stabilność, ...

....

....

....

Obiekty pomiaru oprogramowania

2

Obiekty

Atrybuty bezpośrednio mierzalne

Wskaźniki
syntetyczne

Personel

wiek, cena, ...

wydajność,
doświadczenie,
inteligencja, ...

Zespoły

wielkość, poziom komunikacji,
struktura,...

wydajność, jakość,
...

Oprogramo
wanie

cena, wielkość, ...

używalność,
niezawodność, ...

Sprzęt

cena, szybkość, wielkość pamięci

niezawodność, ...

Biura

wielkość, temperatura, oświetlenie,...

wygoda, jakość,...

....

....

....

Wydajność

Wartość

Koszt

Jakość

Ilość

Personel

Zasoby

Złożoność

Niezawodność

Defekty

Wielkość

Funkcjonalność

Czas

Pieniądze

Sprzęt

Oprogramowanie

Ograniczenia
środowiskowe

Trudność
problemu

Przykładowe miary wydajności zasobów

Czynniki
wpływając
e
na ogólną
Wydajność
Zasobów

CMM: Capability Maturity Model

1.

Początkowy

2.

Zarządzany (powtarzalny)

3.

Zdefiniowany

4.

Zarządzany ilościowo

5.

Optymalizujący

Poziom dojrzałości organizacyjnej firmy

wytwarzającej oprogramowanie

SEI, Pittsburg, USA

1989-1993

Niedojrzałość i dojrzałość procesów
programowych



Improwizacja podczas
procesu wytwórczego



Proces jest wyspecyfikowany,
ale specyfikacja nie jest
stosowana



Doraźne reagowanie w
sytuacji kryzysów



Harmonogram i budżet są
przekraczane



Funkcjonalność jest
stopniowo okrajana



Jakość produktu jest niska



Brak obiektywnych kryteriów
oceny



Zdolność do budowy
oprogramowania jest cechą
organizacji a nie personelu



Proces jest zdefiniowany,
znany i wykorzystywany



Proces jest obserwowany i
ulepszany



Prace są planowane i
monitorowane



Role i odpowiedzialności są
zdefiniowane



Obiektywna, ilościowa ocena

Niedojrzałość

Dojrzałość

Problemy z dojrzałością procesu
wytwarzania oprogramowania

Czy dojrzały, realizowany na wysokim
poziomie kompetencji proces wytwarzania
oprogramowania musi skutkować
osiągnięciem sukcesu (realizacją
oprogramowania na czas, w ramach
zaplanowanego budżetu, dobrej jakości)?

?

Pomiary przedsięwzięć informatycznych
(projektów)

Proces

programowy

ogół czynności

związanych z

wytwarzaniem

oprogramowania, w

celu uwiarygodnienia

przed klientem

dojrzałości

kompetencyjnej

Miary

organizacji

Przedsięwzięcie

informatyczne

ogół czynności

kontrolnych w celu

lepszej estymacji czasu

i kosztu, jakości

realizowanych zadań,

oceny produktywności

Miary

przedsięwzięć

Produkt

programowy

ogół czynności

związanych z

jakością produktu, i

inne niejakościowe

jego cechy

Miary

programów

jako

produktów

Wykład 30.05.2012

Pomiary przedsięwzięcia informatycznego

3



Pomiary procesu programowego, analizowane

nie

na poziomie całej organizacji, lecz na

pojedynczo

realizowanych przedsięwzięciach



Pomiary przedsięwzięcia pozwalają na:

– ocenę stanu realizacji przedsięwzięcia
– śledzenie potencjalnych zagrożeń
– wyodrębnienie obszarów krytycznych
– przydzielanie pracownikom zadań w projekcie
– bieżącą ocenę jakości powstającego produktu
– kontrolę czynników kosztowych przedsięwzięcia i

kontrolę harmonogramu realizacji projektu

Pomiary przedsięwzięcia informatycznego

3



Obowiązują tu zwykle takie miary jakie wynikają z

nadrzędnego procesu programowego

(organizacji) ale są i inne



Pomiar przedsięwzięcia programistycznego jest

zależy od przyjętej

w przedsięwzięciu metod

prowadzenia projektu –

metodyki



Miary przedsięwzięcia zależą również

od

techniki prowadzenia przedsięwzięcia

od paradygmatów programowych



Miary przedsięwzięcia informatycznego

zależą

również od miar oceny produktu

oprogramowania

Oczekiwania względem oprogramowania to
miara przedsięwzięcia informatycznego
(projektu)

Wymagania

Software

A jaka jest rzeczywistość?

Wymagania

OPÓŹNIENIE

OPÓŹNIENIE

Software

k

Cztery wymiary bieżącej oceny przedsięwzięcia
informatycznego

oprogramowanie

koszt

zakres

czas

jako

ś

ć

krótki termin

wysoka jakość

niski koszt

wysoka

akceptacja

użytkownika

(ZAKRES)

przebieg typowy

przebieg

zalecany

przebieg

maksymalny

Realizacja oprogramowania jako kompromis

Miary w produktu programowego

Proces

programowy

ogół czynności

związanych z

wytwarzaniem

oprogramowania, w

celu uwiarygodnienia

przed klientem

dojrzałości

kompetencyjnej

Miary

organizacji

Przedsięwzięcie

informatyczne

ogół czynności

kontrolnych w celu

lepszej estymacji

czasu i kosztu,

jakości realizowanych

zadań, oceny

produktywności

Miary

przedsięwzięć

Produkt

programowy

ogół czynności

związanych z

jakością produktu, i

inne niejakościowe

jego cechy

Miary

programów

jako

produktów

Podział miar produktu programowego

Pomiar produktu

oprogramowania

Miary statyczne

Miary dynamiczne

pomiary
wykonującego się
programu.

pomiary
reprezentacji
systemu, takich
jak projekt,
program,
dokumentacja

Różnorodne metryki uwzględniają m.in. następujące
aspekty



wrażliwość na błędy,



możliwości testowania,



częstotliwość występowania awarii,



dostępność systemu,



propagacja błędów,



ilość linii kodu, złożoność kodu,



złożoność programu,



złożoność obliczeniowa,

funkcjonalną, modułową,



łatwość implementacji,



rozmiar dokumentacji,



ilość zadań wykonanych

terminowo i po terminie,



współzależność zadań,



wielkość i koszt projektu,



czas trwania projektu,



zagrożenia projektu (ryzyko),



czas gotowości produktu,



kompletność wymagań,



kompletność planowania,



stabilność wymagań,



odpowiedniość posiadanych

zasobów sprzętowych,

materiałowych i ludzkich,



efektywność zespołu, efektywność

poszczególnych osób.

Miary produktu - oprogramowania

Miary produktu - oprogramowania

4



Koszt



Produktywność



Jakość



Niezawodność



Złożoność



Złożoność obliczeniowa

(algorytmiczna)



Zgodność ze standardami



Otwartość



Przenaszalność



Rozwijalność



Użyteczność



Efektywność



Podatność na modyfikacji



Satysfakcja użytkownika



Wielkość funkcjonalna (FP)



Długość (np. LOC, software

science)



Sterowalność (np. V(G) )



Ergonomiczność



Sposób użycia danych



Pielęgnowalność



Miary wielokryterialne



tzw. efekt skali



Zrównoważony System Miar i

tzw. Strategiczna Karta Wyników



Dojrzałość realizacyjna

oprogramowania



Różne metryki hybrydowe



Istnieją ich setki i wiele wiele

innych

Które miary

wybrać do oceny

produktu?

Podstawowa metryka
oprogramowania to jego jakość



Zapewnienie jakości to

zespół działań

zmierzających do wytworzenia

u wszystkich

zainteresowanych

przekonania

,

że dostarczony

produkt właściwie realizuje

swoje funkcje

i odpowiada aktualnym

wymaganiom i standardom

.



Jakość oprogramowania można wyrazić technicznymi

czynnikami

mierzalnymi

oraz

niemierzalnymi

obiektywnie czynnikami psychologicznymi.



Podstawą obiektywnych wniosków co do jakości

oprogramowania są

pomiary parametrów

użytkowych

(niezawodności, szybkości działania, itp..

Jakość oprogramowania – metryką
oprogramowania jako produktu



Jakość gotowych produktów programistycznych jest

bardzo trudna do zmierzenia

ze względu na:



eksplozję danych testowych,



złożoność oprogramowania,



wieloaspektowość,



identyczność wszystkich kopii produktu,



niską przewidywalność wszystkich aspektów

zastosowań oprogramowania w długim czasie.



Gotowe oprogramowanie może mieć zastosowanie

w

różnej skali

a przy zmianie skali

pomiary jakości mogą

okazać się nieadekwatne

,



Pomiary mogą być

bardzo kosztowne, czasochłonne

lub niewykonalne

(z powodu niemożliwości stworzenia

środowiska pomiarowego przed wdrożeniem);

4

ISO/IEC 9126 Software engineering - Product

quality

Miary jakości produktu programowego



Part 1: Quality model (2001)



Part 2: External metrics (2003)



Part 3: Internal metrics (2003)



Part 4: Quality in use metrics (2004)

ISO/IEC 9126:2001

Jakość produktu programowego

funkcjonalność

niezawodność

użyteczność

efektywność

konserwowalność

przenośność

dopasowanie

dokładność

łatwość

współdziałania

bezpieczeństwo

dojrzałość

odporność na

błędy

odzyskiwalność

zrozumiałość
wyuczalność
operacyjność
atrakcyjność

efektywność

czasowa

zużycie

zasobów

analizowalność

zmienialność

stabilność

testowalność

adaptowalność

instalowalność

zgodność

zastępowalność

Jakość użytkowa

efektywność

produktywność

bezpieczeństwo

satysfakcja

4

Związki między miarami jakości produktu
programowego i procesu jego wytwarzania

wpływa na

wpływa na

wpływa na

zależy od

zależy od

zależy od

jakość

procesu

atrybuty

jakości

wewnętrznej

atrybuty

jakości

zewnętrznej

atrybuty

jakości

użytkowej

Kontekst użycia

Miara

procesu

Miara

wewnętrzna

Miara

zewnętrzna

Miara

jakości

użytkowej

Proces

Produkt programowy

Wynik działania produktu

Związki między atrybutami zewnętrznymi i
wewnętrznymi jakości oprogramowania

Wygoda

użytkownika

Przenośność

Niezawodność

Zdatność do

pielęgnacji

Liczba parametrów

procedur

Złożoność

cykliczna

Wielkość programu

w wierszach kodu

Liczba komunikatów

o błędach

Wielkość podręcznika

użytkownika

Związek miar kontrolnych i predykcyjnych
oprogramowania

Pomiary

kontrolne

Pomiary

predykcyjne

Produkt

programowy

Proces tworzenia

oprogramowania

Decyzje

menedżerskie

europejskie

amerykańskie

japońskie

Zgodność ze

specyfikacją

Satysfakcja

użytkownika

Wszystko co

można poprawić

Niezgodność ze

specyfikacją

Niespełnienie

oczekiwań

użytkownika

Wszystko co

można poprawić

(każdy

mankament)

Obiektywne

mierzalne kryteria

techniczne

Subiektywne
niemierzalne

oceny

użytkownika

Subiektywne i

obiektywne oceny

i kryteria

specyfikacje i

badania kontrolne,

testowanie,

nadzorowanie

procesu,

standaryzacja

analiza wymagań,

badania

konkurencji,

ocena satysfakcji

klienta

system

kompleksowy,

ciągłe

doskonalenie

producent

producent

każdy

producent, ekspert

klient, użytkownik,

laik

każdy

Różne podejścia do problemu jakości

Podejście:

Co podlega ocenie
jakości

Kiedy jest zła jakość

Jak się mierzy jakość?

Rodzaj systemu
pomiarowego

Kto odpowiada za
jakość ?

Kto weryfikuje jakość?

Norma IEEE-730

Norma IEEE-730 podaje

ogólne ramy planu zapewniania

jakości.

Powinien on obejmować następujące zagadnienia:

• analiza punktów widzenia
• referencje wykonawcy
• zarządzanie przedsięwzięciem informatycznym
• dokumentacja
• standaryzacja działań
• przeglądy i audyty
• zarządzanie konfiguracją oprogramowania
• raport napotykanych trudności i podjętych działań prewencyjnych
• wykorzystywane metody i narzędzia
• kontrola kodu, mediów, dostawców
• zarządzanie hurtowniami danych
• pielęgnacja

Norma IEEE-730 uzupełniono i uszczegółowiono normą IEEE-983.

Rola systemów komputerowego

wspomagania procesów

pomiaru oprogramowania

5

Komputerowe

wspomaganie

przedsięwzięć

informatycznych

( np.. CASE, program do

zarządzania projektami,

zarządzania wersjami,

PRINCE2, Mind Manager,

CMTJava - narzędzie do

wyznaczania metryk w

programach w języku Java

itp., )

Pakiety wspomagające
diagnostykę
programów

(programy testujące)

Pakiety
wspomagające
organizację

(np.. Hudson w firmie Tieto)

Rodzaje systemów komputerowego
wspomagania procesów pomiaru
oprogramowania

Pakiety
gromadzące dane i
historię pomiarów

Ze względu na kompleksowość można podzielić na:

• Cząstkowe
• Pośrednie
• Zintegrowane
• Dedykowane
• Otwarte
• Doradcze
• Wspomagające zarządzanie zasobami
• Elastyczne

Typy narzędzi wspomagających

Podsumownaie i kierunki dalszego

rozwoju programometrii

6

Rozległy i interdyscyplinarny obszar badań w programometrii
Różnorodność miar

Rozległy i interdyscyplinarny obszar badań w

programometrii

Obszar

zagadnień

technicznych

Aspekty

ekonomiczne

prawne

społeczno-

polityczne

analiza systemowa

metody optymalizacji i

symulacji

Metodyki, techniki wytwarzania
Teoria pomiaru,
Paradygmaty programowania

Monitorowanie i diagnostyka

Analiza ekonometryczna
(ryzyko, koszty, czas, efekty,
Produktywność)
Działanie w zespole
Kompetencje-role

regulacje prawne

rynek zbytu

Komputerowe
wspomaganie
procesów
wytwarzania,

Pakiety
wspomagające
diagnostykę

Pakiety
wspomagające
procesy

Różne kategorie pomiarów w programometrii

Metryki techniczne

Metryki jakości

Metryki produktywności

Metryki zorientowane

na rozmiar

Metryki zorientowane

na funkcje

Metryki zorientowane

na ludzi

Miary
projektu

Miary produktu

Miary

procesu

programowego

Inne uwagi ogólne o metrykach… programów



Metryki

są tworzone i stosowane na bazie

doświadczenia i zdrowego rozsądku,

co obniża ich

wartość dla tzw. „teoretyków informatyki”.



Metryki powinny być wykorzystywane jako metody
wspomagania ekspertów. Metryki stosowane

formalistycznie mogą być groźne.



Najlepiej jest stosować zestawy metryk

, co pozwala

zmniejszyć błędy pomiarowe.



Przede wszystkim zdrowy rozsądek i doświadczenie.



Pomimo pochodzenia empirycznego, metryki skutecznie
pomagają w szybkiej i mniej subiektywnej ocenie
oprogramowania.



Specjalizacja metryk w kierunku konkretnej klasy
oprogramowania powinna dawać lepsze i bardziej
adekwatne oceny niż metryki uniwersalne.



Wskazane jest wspomaganie metod opartych na
metrykach narzędziami programistycznymi.

Inne wnioski…

5



Porównanie miar oprogramowania

jest

utrudnione

ze względu na indywidualny charakter

przedsięwzięć informatycznych, programów, procesów
programowych, miar, braku jednolitego standardu
odniesienia, itp.



Miary oprogramowania mają często wartości

kategoryczne (np. miary jakości)



Metryk jakości

należy używać

na wszystkich

trzech poziomach

pomiaru oprogramowania

(proces programowy, przedsięwzięcie programistyczne,

gotowy produkt programowy)

Dylematy programometrii



Programometria dostarcza narzędzi oceny programów i

tak długo jak długo będą programy wytwarzane tak
długo należy stosować metody programometrii



Zmienne paradygmaty oprogramowania

wymuszają powoływanie nowych metryk programów



Nowe zastosowania oprogramowania

mogą

wymuszać konieczność użycia nowych metryk
oprogramowania



Obszar badawczy programomerii musi być

ukierunkowany na nowe metryki

i procesy pomiaru

wynikające z rozwoju metod wytwarzania
oprogramowania, nowych metod projektowania,
testowania i nowych paradygmatów będących
podstawą procesów wytwarzania oprogramowania



Jednym z problemów związanych z gromadzeniem
ocen oprogramowania i przedsięwzięć
informatycznych jest zrozumienie –

analiza pomiarów,

co te dane naprawdę oznaczają

,



Łatwo jest niewłaściwie zinterpretować dane i
wyciągnąć niepoprawne wnioski,



W celu obiektywizacji pomiarów oprogramowania
wydaje się niezbędną

integracja metod oceny

oprogramowania na poziomie procesu jego
wytwarzania, na poziomie oceny oprogramowania jako
produktu gotowego oraz na obu poziomach łącznie

Podsumowanie

Podsumowanie

5



Dla określenia związku między mirami i rzetelnej oceny

oprogramowania

wymagana jest integracji źródeł

pomiaru

(danych)



Integracja metod oceny oprogramowania wymaga budowy

zintegrowanej

ontologii metryk



Gdy pojawi się nowy sposób pomiaru, nowe źródła

danych pomiarowych to dzięki ontologiom możliwe będzie
utworzenie nowej szerszej ontologii



Pomiar to atrybut cywilizacji

Montaigne napisał o świeżo odkrytym
Nowym Świecie:
„…Jeszcze przed zaledwie pięćdziesięciu
laty nie znano tu ani pisma, ani wagi, ani
miary, ani ubrań, ani zboża, ani wina…”

Literatura:



Kan S.H.: Metryki i modele w inżynierii jakości oprogramowania. PWN SA,
Warszawa, 2006



Flasiński M.: Wstęp do analitycznych metod projektowania systemów

informatycznych. WNT, 1997



Jaszkiewicz A.: Inżynieria oprogramowania



Roger S. Pressman, Praktyczne podejście do inżynierii oprogramowania,
WNT, Warszawa 2004



Berard V.B.: Metrics for Object-Oriented Software Engineering



Subieta K.: Budowa i integracja systemów informacyjnych



Kulik P.: Software Metrics: State of the Art – 1999



Bliźniuk G.:Miary złożoności i jakości oprogramowania